1. FPGA開發(fā)流程:
●電路設(shè)計與設(shè)計輸入
●仿真驗證:利用Xilinx集成的仿真工具足矣
●邏輯綜合:利用XST(Xilinx Synthesis Tool)工具
●布局布線:利用Xilinx的Implementation Tool工具
●FPGA配置下載:利用iMPACT工具
2. 時序標(biāo)注文件是指SDF(Standard Delay Format Timing Annotation)文件,在Xilinx公司的FPGA/CPLD設(shè)計中使用“.sdf”作為時序標(biāo)注文件的擴(kuò)展名,而在 Altera 公司的FPGA設(shè)計中使用“.sdo”作為時序標(biāo)注文件的擴(kuò)展名。它在仿真過程的主要作用就是在SDF標(biāo)注文件中對每一個底層邏輯門提供了 3 種不同的延時值,分別是典型延時值、最小延時值和最大延時值,用于進(jìn)行靜態(tài)時序分析(STA)仿真驗證。
3. 綜合在FPGA/CPLD設(shè)計中的作用是是將寄存器傳輸層的的結(jié)構(gòu)描述轉(zhuǎn)化為邏輯層的結(jié)構(gòu)描述,以及將邏輯層的結(jié)構(gòu)描述轉(zhuǎn)化為電路的結(jié)構(gòu)描述。綜合步驟的輸入是HDL源代碼,輸出是邏輯網(wǎng)表。
4. ModelSim仿真器是基于事件驅(qū)動的,它可以用來仿真Verilog語言,也可以用來仿真VHDL語言,同時也支持兩種語言的混合仿真。
5. 根據(jù)設(shè)計階段不同,仿真可以分為RTL行為級仿真、綜合后門級功能仿真和時序仿真等三大類型。
6. ModelSim提供的調(diào)試手段與工具有以下幾種:
●在源文件窗口中設(shè)置斷點或者單步執(zhí)行。
●觀察波形測量時間。
●在數(shù)據(jù)流窗口中瀏覽設(shè)計的物理連接。
●查看或者初始化存儲器。
●分析仿真效率。
●測試代碼覆蓋率。
●波形比較。
7. HDL Bencher的Xilinx版本可以支持VHDL語言輸入、Verilog HDL語言輸入和Xilinx原理圖輸入等3種輸入方法。
8. 實現(xiàn)(Implement)是將設(shè)計的邏輯網(wǎng)表信息轉(zhuǎn)換成所選器件的底層模塊與硬件原語,將設(shè)計映射到器件結(jié)構(gòu)上,進(jìn)行布局布線,達(dá)到在選定器件上實現(xiàn)設(shè)計的目的。
9. 實現(xiàn)主要分為3個步驟:
●轉(zhuǎn)換邏輯網(wǎng)表(Translate):將多個設(shè)計文件合并為一個網(wǎng)表
●映射到器件單元(Map):將網(wǎng)表中的邏輯符號(門)組裝到物理元件(CLB和IOB)中
●布局布線(Place&Route):將元件放置到器件中,并將其連接起來,同時提取出時序數(shù)據(jù),并生成各種報告
10. 實現(xiàn)前應(yīng)該設(shè)計實現(xiàn)約束條件: 約束條件一般包括管腳鎖定、時鐘約束、全局時鐘、第二全局時鐘、分組約束和物理特性約束等信息。ISE中可以使用約束編輯器(Constraints Editor)生成約束文件(UCF)。
11. FPGA的設(shè)計指導(dǎo)原則:面積和速度的平衡與互換原則、硬件原則、系統(tǒng)原則、同步設(shè)計原則
12. ISE中的HDL Editor工具包括的Verilog和 VHDL 三大語言模板大致可以分為下列 4個項目:器件實例化、語法模板、綜合模板、用戶自定模板
13. XST(Xilinx Synthesis Technology)是Xilinx ISE內(nèi)嵌的綜合工具。XST的輸入文件一般是HDL源文件,并且XST已經(jīng)支持Verilog和VHDL混合語言源代碼輸入;XST的輸出文件是NGC網(wǎng)表,XST的報告文件是Log文件。
14. XST的綜合約束文件是XCF(XST Constraint File),而布局布線階段最重要約束文件是用戶約束文件UCF(User Constraint File)。
15. XST綜合主要分為以下3個步驟: HDL源代碼分析、HDL代碼綜合、底層優(yōu)化
16. Xilinx全局時鐘資源必須滿足的重要原則是:“使用IBUFG或IBUFGDS的充分必要條件是信號從專用全局時鐘管腳輸入”。即,當(dāng)某個信號從全局時鐘管腳輸入,不論它是否為時鐘信號,都必須使用IBUFG或IBUFGDS;如果對某個信號使用了IBUFG或IBUFGDS硬件原語,則這個信號必定是從全局時鐘管腳輸入的。
17. BUFGP相當(dāng)于IBUFG和BUFG的組合,所以BUFGP的使用也必須遵循上述的原則。
18. 全局時鐘資源的例化方法大概可分為兩種:在程序中直接例化全局時鐘資源、通過綜合階段約束或者實現(xiàn)階段約束完成對全局時鐘資源的使用
19. 簡述全局時鐘資源與第二全局時鐘資源的概念與基本使用方法。
同步時序電路基于時鐘觸發(fā)沿設(shè)計,對時鐘的周期、占空比、延時、抖動提出了更高的要求。為了滿足同步時序設(shè)計的要求,一般在FPGA/CPLD設(shè)計中采用全局時鐘資源驅(qū)動設(shè)計的主時鐘,以達(dá)到最低的時鐘抖動和延遲。第二全局時鐘資源,也叫長線資源。它是分布在芯片的行、列的柵欄(Bank)上,一般采用銅、鋁工藝,其長度和驅(qū)動能力僅次于全局時鐘資源。與全局時鐘相似,第二全局時鐘資源直接同IOB、CLB、Block Select RAM等邏輯單元連接,第二全局時鐘信號的驅(qū)動能力和時鐘抖動延遲等指標(biāo)僅次于全局時鐘信號。
Xilinx全局時鐘資源的使用方法有以下5種:IBUFG + BUFG的使用方法、 IBUFGDS + BUFG的使用方法、.BUFG + DCM+BUFG的使用方法、Logic+BUFG的使用方法、Logic + DCM+BUFG的使用方法
第二全局時鐘資源的使用方法一般是在Xilinx的約束編輯器(Constraints Editor)的專用約束(Misc)選項卡中指定所選信號使用低抖動延遲資源“Low Skew”。也可以直接在指導(dǎo)Xilinx實現(xiàn)步驟的用戶約束文件(UCF)中添加“USELOWSKEWLINES”約束命令。
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